生物技术制药习题答案夏焕章版.doc

1、第一章绪论填空题1. 生物技术制药的特征高技术、高投入、高风险、高收益、长周期。2. 生物药物广泛应用于医学各领域，按功能用途可分为三类，分别是治疗药物 、 预防药物 、 诊断药物。3.现代生物药物已形成四大类型：一是应用DNA重组技术制造的基因重组多肽、蛋白质类治疗剂；二是基因药物；三是来自动物植物和微生物的天然生物药物；四是合成与部分合成的生物药物；4.生物技术的发展按其技术特征来看，可分为三个不同的发展阶段，传统生物技术阶段；近代生物技术阶段；现代生物技术阶段。5.生物技术所含的主要技术范畴有基因工程；细胞工程；酶工程；发酵工程；蛋白质核酸工程和生化工程；选择题1.生物技术的核心和关键是

2、（ A ） A 细胞工程 B 蛋白质工程C 酶工程 D 基因工程2. 第三代生物技术（ A ）的出现，大大扩大了现在生物技术的研究范围A 基因工程技术 B 蛋白质工程技术 C 海洋生物技术 D 细胞工程技术3.下列哪个产品不是用生物技术生产的（ D ）A 青霉素B 淀粉酶C 乙醇 D 氯化钠4. 下列哪组描述（ A ）符合是生物技术制药的特征A高技术、高投入、高风险、高收益、长周期B高技术、高投入、低风险、高收益、长周期C高技术、低投入、高风险、高收益、长周期D高技术、高投入、高风险、低收益、短周期5. 我国科学家承担了人类基因组计划（ C ）的测序工作A10% B5% C 1% D 7%名词

3、解释1.生物技术制药采用现代生物技术可以人为的创造一些条件，借助某些微生物、植物或动物来生产所需的医学药品，称为生物技术制药。2.生物技术药物一般说来，采用DNA重组技术或其它生物新技术研制的蛋白质或核酸来药物称为生物技术药物。3.生物药物生物技术药物是重组产品概念在医药领域的扩大应用，并与天然药物、微生物药物、海洋药物和生物制品一起归类为生物生物药物。简答题1.生物技术药物的特性是什么？生物技术药物的特征是：（1）分子结构复杂（2）具有种属差异特异性（3）治疗针对性强、疗效高（4）稳定性差（5）免疫原性（6）基因稳定性（7）体内半衰期短（8）受体效应（9）多效应和网络效应（10）检验特殊性2

4、.简述生物技术发展的不同阶段的技术特征和代表产品？（1）传统生物技术的技术特征是酿造技术，所得产品的结构较为简单，属于微生物的初级代谢产物。代表产品如酒、醋、乙醇，乳酸，柠檬酸等。（2）近代生物技术阶段的技术特征是微生物发酵技术，所得产品的类型多，不但有菌体的初级代谢产物、次级代谢产物，还有生物转化和酶反应等的产品，生产技术要求高、规模巨大，技术发展速度快。代表产品有青霉素，链霉素，红霉素等抗生素，氨基酸，工业酶制剂等。（3）现代生物技术阶段的技术特征是DNA重组技术。所得的产品结构复杂，治疗针对性强，疗效高，不足之处是稳定性差，分离纯化工艺更复杂。代表产品有胰岛素，干扰素和疫苗等。3.生物技

5、术在制药中有那些应用?生物技术应用于制药工业可大量生产廉价的防治人类重大疾病及疑难症的新型药物，具体体现在以下几个方面：（1）基因工程制药，利用基因工程技术可生产出具有生理活性的肽类和蛋白质类药物，基因工程疫苗和抗体，还可建立更有效的药物筛选模型，改良现有发酵菌种，改进生产工艺，提供更准确的诊断技术和更有效的治疗技术等。随着基因技术的发展，应用前景会更广阔。（2）细胞工程和酶工程制药该技术的发展为现代制药技术提供了更强大的技术手段，使人类可控制或干预生物体初次生代谢产物和生物转化等过程，使动植物能更有效的满足人类健康方面的需求。（3）发酵工程制药发酵工程制药的发展主要体现在对传统工艺的改进，新

6、药的研制和高效菌株的筛选和改造等。第二章 基因工程制药填空题1.基因工程药物制造的主要步骤是：目的基因的获得；构建DNA重组体；构建工程菌；目的基因的表达；产物的分离纯化；产品的检验。2.目的基因获得的主要方法是反转录法、反转录-聚合酶链反应法和化学合成法。3.基因表达的微生物宿主细胞分为2大类。第一类为原核细胞，目前常用的主要有大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、链霉素；第二类为真核细胞，常用的主要有酵母、丝状真菌。4.基因工程菌在传代过程中经常出现质粒不稳定性的现象，质粒不稳定分为分裂不稳定性和结构不稳定性；基因工程菌的不稳定性至少维持25代以上。5.基因工程菌的培养方式主要有分批培养；补料分批培养；

7、连续培养；透析培养和固定化培养；6.高密度发酵一般是制培养液中工程菌的浓度在50g DCW/L以上，理论上的最高值可达200g DCW/L。7.影响高密度发酵的因素有培养基；溶氧浓度；PH；温度和代谢副产物。8.基因工程药物的分离纯化一般不应超过5个步骤，包括细胞破碎；固液分离；浓缩与初步纯化；高度纯化和成品加工。9.在基因工程药物分离纯化过程中，分离细胞碎片比较困难，可用离心；膜过滤和双水相分配的方法，使细胞碎片分配在一相，目标药物分配在另一相从而达到初步分离的目的。10. 人工化学合成 DNA新形成的核苷酸链的合成方向是 35 ，合成的DNA 5末端是 磷酸酯键， 3 末端是-OH选择题1

8、、凝胶过滤法是依赖（A ）来分离蛋白组分。A、分子大小 B、带电状态 C、分子质量 D、解离状态2、在工程菌发酵过程中，选用那种糖会对 lac启动子有阻遏作用。（A ）A、甘油 B、葡萄糖 C、甘露糖 D、饴糖 3. 可用于医药目的的蛋白质和多肽药物都是由相应的（ B ） 合成的A RNA B 基因 C 氨基酸 D 激素4. 用反转录法获得目的基因，首先必须获得（D）A tRNA B cDNA C rRNA D mRNA 5.那一类细菌不属于原核细胞（ C ）A 大肠杆菌 B 枯草芽孢杆菌C 酵母D 链霉菌6.基因工程菌的生长代谢与（ D ）无关A 碳源 B RNA聚合酶C 核糖体 D产物的分

9、子量7.基因工程菌的稳定性至少要维持在（B ）以上A 20 B 25 C 30 D 408.基因工程菌的高密度发酵过程中，目前普遍采用（ A ）作为发酵培养基的碳源A 葡萄糖B 蔗糖C 甘油 D甘露醇9. 基因工程药物多为胞内产物，分离提取时需破碎细胞。化学破碎法是常用的方法，但（ D ）不是化学破碎细胞的方法。A 渗透冲击B 增溶法C 脂溶法 D 酶溶法10 下列那种色谱方法是依据分子筛作用来纯化基因工程药物（C）A 离子交换色谱 B 亲和色谱C 凝胶色谱 D气相色谱名词解释1.基因工程技术也可称为DNA重组技术，将所要重组对象的目的基因插入载体、拼接、转入新的宿主细胞，构建工程菌，实现遗传

10、物质的重新组合，并使目的基因在工程菌内进行复制和表达的技术。2.基因工程药物利用DNA重组技术生产出来的药物被称为基因工程药物。3.基因表达基因表达是指结构基因在生物体中的转录、翻译以及所有加工过程。3.高密度发酵一般是指培养液中工程菌的菌体浓度在 50g DCW/L以上的发酵过程，理论上的最高值可达 200g DCW/L。简答题1.简述基因工程生产药品的优点（1）利用基因工程技术可大量生产过去难以获得的生理活性蛋白和多肽，为临床使用建立有效的保障；（2）可以提供足够数量的生理活性物质，以便更深入的进行研究，从而扩大这些物质的应用范围；（3）可以挖掘更多的内源性生理活性物质；（4）可对内源性生

11、理活性物质的不足之处进行改造；（5）可获得新型化合物，扩大药物筛选来源。2. 根据真核基因在原核细胞中表达的特点，表达载体必须具备那些条件？表达载体必须具备下列条件：（1）能够独立的复制；（2）具有灵活的克隆位点和方便的筛选标记，以利于外源基因的克隆、鉴定和筛选；（3）应具有很强的启动子，能为大肠杆菌的RAN聚合酶所识别；（4）应具有阻遏子（5）应具有很强的终止子（6）所产生的mRNA必须具有翻译的起始信号。3.简述影响目的基因在大肠杆菌中表达的因素影响目的基因在大肠杆菌中表达的因素：（1）外源基因的剂量（2）外源基因的表达的表达效率（3）表达产物的稳定性（4）细胞的代谢负荷（5）工程菌的培养

12、条件4.为了提高基因工程菌的质粒稳定性，可采用那些主要方法？为了提高基因工程菌的质粒稳定性，可采取：（1）选择合适的宿主菌；（2）选择合适的载体；（3）选择压力；（4）分阶段控制培养；（5）控制培养条件；（6）固定化技术。5.影响基因工程菌培养工艺的主要因素有那些？主要因素有：（1）培养基的影响（2）接种量的影响（3）温度的影响（4）溶解氧的影响（5）诱导时机的影响（6）诱导表达程序的影响（7）PH的影响6.建立基因工程药物分离纯化工艺时，应该考虑那些因素？应考虑下列因素：（1）含目的的产物的初始物料的特点；（2）物料中杂质的种类和性质；（3）目的产物特性；（4）产品的质量要求7.基因工程技术

13、生产的目标产物是多肽和蛋白质类化合物，这些产品有什么特点？（1）目的产物在初始物料中含量低（2）含目的产物的初始物料组成复杂（3）目的产物的的稳定性差，对酸碱热等外界因素敏感；（4）种类繁多（5）产品的质量要求9.分离纯化基因工程药物常用的色谱方法有那些？它们的原理是什么？分离纯化基因工程药物常用的色谱方法有：离子交换色谱，疏水色谱，亲和色谱和凝胶过滤色谱；离子交换色谱，以离子交换剂为固定相，依据流动相中的组分离子和交换剂上的平衡离子进行可拟交换时的结合力大小的差别而进行分离的一种色谱方法；疏水色谱，利用蛋白质表面的疏水区域与固定相上疏水性基团相互作用力的差异对蛋白质组分进行分离的色谱方法；亲

14、和色谱：利用固定化配体与目的蛋白质之间非常特异的生物亲和力进行吸附，这种结合既是特异的又是可逆的，改变条件可以使这种结合解除的原理分离纯化蛋白质；凝胶过滤色谱，是以多孔性凝胶填料为固定相，按分子大小对溶液中各组分进行分离的液相色谱方法。10. 影响高密度发酵的因素有那些？（1）培养基为满足菌体生长和外源蛋白表达的需求，常需投入几倍于生物量的基质，为了达到理想的效果，需要对培养基的营养物质的配比进行优化。（2）溶氧浓度溶解氧的浓度过高或过低都会影响细菌的代谢，因而对菌体生长和产物表达影响很大。要保持适宜的溶氧浓度，需要确定发酵罐的通气量和搅拌速度。（3）PH在高密度发酵的过程中，PH的改变会影响

15、细胞的表达和基因产物的表达，因此一定要考虑细菌的最适PH范围。（4）温度温度是影响细菌生长和调控细胞代谢的重要因素。较高的温度有利于细菌的生长，提高菌体的生物量。（5）代谢副产物大肠杆菌在发酵过程中都会产生一些有害的代谢副产物，这些副产物积累到一定量会抑制菌体的生长和蛋白的表达，可通过填加某些物质如氨基酸可减轻某些有害物质如乙酸的抑制作用。第七章 发酵工程技术概论填空题1. 发酵工业的生产水平取决于三个要素，分别是生产菌种、发酵工艺和发酵设备。2.发酵工程产品开发的关键是筛选到高效菌株，一般优良菌种的选育方法主要有自然选育、诱变育种和原生质体融合。3.微生物诱变育种导致遗传物质DNA结构上发生

16、变化，通常用物理、化学、生物等因素进行对微生物的诱变。4.诱变育种的机制是导致微生物DNA的微细结构发生变化，主要分为微小损伤突变、染色体畸变即大损伤突变、染色体组突变三种类型。5.诱变育种使用的物理诱变剂主要有紫外线、X射线 、-射线、快中子、-射线、超声波、-射线 ，其中以紫外线应用最广。6.发酵的基本过程分为菌种、种子制备、发酵、产物提取。7.在制备大量微生物菌体或其代谢产物时，可采用不同的发酵方式。微生物的发酵方式可分为分批发酵、补料分批发酵、连续发酵。7.发酵产物的提取方法一般有吸附法、沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法。8.用人工方法来诱发突变是加速基因突变的重要手段,突变部位一般发生

17、在染色体,因此突变后性状能稳定的遗传.9.在发酵工业生产中使用的碳源有糖类、脂肪、有机酸、碳水化合物.10.在发酵工业生产中,过去是直接假如酸或碱来控制发酵液的PH值,现在常用生理酸性（NH 4） 2SO4和碱性物质氨水来控制。选择题1. 传统的微生物发酵工程不能生产下列哪个产品（D ）A 葡萄酒 B 乙醇C 酱D 青霉素2. 发酵生产使用的菌种必须以休眠状态保存，一般保存温度范围是（A ）A 0-4 B 5-10C 10-15D 15-203. 发酵一般在不锈钢制的釜式反应罐内进行，菌种的接种量一般为（ C）A 1-5% B5-10% C5-20% D10-30%4. 那种发酵方式可以为微生

18、物提供较稳定的生活环境（C ）A 分批发酵 B 补料分批发酵C 连续发酵 5. 发酵培养基中需要的氮源分为速效氮源和迟效氮源。（ B ）是速效氮源A 黄豆饼粉 B 玉米浆 C 花生饼粉 D 棉子饼粉6. 发酵产物的提取常用的四种方法是（B ）A 吸附法 沉淀法 结晶法 离子交换法 B吸附法 沉淀法 溶剂萃取法 离子交换法C吸附法 沉淀法 膜分离法 离子交换法D吸附法 沉淀法 溶剂萃取法 过滤法7.链霉素抗生素合成基因组的典型特征是（D ）A 高G-C碱基组成，含量高达90%；三联体密码子的第三个碱基的G,C比例极高B高A-T碱基组成，含量高达70%；三联体密码子的第三个碱基的G,C比例极高C高

19、G-C碱基组成，含量高达70%；三联体密码子的第三个碱基的A,T比例极高D高G-C碱基组成，含量高达70%；三联体密码子的第三个碱基的G,C比例极高8.发酵生产中培养基的成分是(B )A 碳源氮源和水 B碳源氮源无机盐微量元素和水C碳源硫源无机盐和水 D碳源氮源碱土金属元素和水9. 下列那种热不是发酵过程中散失热能的因素（A）A 生物热 B 蒸发热 C 辐射热 D 显热10 微生物都有都有各自的最适PH,大多数微生物生长的PH范围是( C )A 1-7 B 2-5 C 3-6 D 9-10名词解释发酵工程又称为微生物工程，是利用微生物制造工业原料与工业产品，并提供服务的技术。诱变剂能诱发基因突

20、变并使突变率提高到超过自发突变水平的物理化学因子都称为诱变剂。简答题1.发酵工程发展大体上可分为四个阶段，简述各阶段的技术内容，代表人物和主要产品第一阶段：20世纪以前时期，人类利用传统的微生物发酵技术来生产葡萄酒、酒、醋，酱、奶酪等，生产规模小，主要凭经验控制生产过程。代表人物巴斯德。第二阶段，1900-1940年期间，微生物培养技术不断进步，有力的推动了发酵工业的快速发展，能排除培养体系中的有害微生物，能进行大规模的工业生产发酵过程。代表产品是丙酮、丁醇，甘油，乳酸，柠檬酸等。第三阶段，发酵工业大发展时期。 能对微生物进行深层培养，可采用纯种发酵，无菌操作技术成熟，生产规模巨大，生产过程能

21、有效控制，相应的采用较复杂的工艺和设备。代表产品如青霉素，链霉素，红霉素，氨基酸等。代表人物是发现青霉素的英国科学家Fleming.第四阶段 基因工程等高新技术应用阶段。现代生物技术的发展是人们加深了对微生物代谢产物合成的遗传学与调节机制的了解，为更好的应用提供了前提条件。DAN双螺旋结构模型的建立，质粒中遗传物质的发现，DNA限制酶和连接酶的应用，为人类控制生物体生物代谢过程提供了强大的工具，使发酵技术能为人类提供需要的产品。代表产品胰岛素，干扰素等， 人物如沃森、克里克等。2.简述培养基对发酵的影响微生物的生长需要一定的营养，不同的微生物对营养的要求有很大的差异，培养基的成分和配比合适与否

22、，对产生菌的生长发育，发酵单位的增长，有相当大的影响，同时还会影响到提取工艺和产品质量。微生物的生长需要较多供给有机碳架的碳源，构成含氮物质的氮源，还有无机盐类，微量元素和水分等。碳源是构成微生物细胞和各种代谢产物碳架的营养物质，同时碳源在微生物的代谢过程中被氧化、释放出能量，并以ATP的形式贮存于细胞内，供给微生物生命活动所需的能量。碳源是构成菌体细胞的物质，同时也是细胞合成氨基酸、蛋白质、核酸、酶类及含氮代谢产物的成分，选择氮源需要注意氮源促进菌体生长、繁殖和合成产物间的关系。无机盐和微量元素是构成菌体原生质的成分，可维持酶的活性，可调节细胞的渗透压和PH ，参与产物的合成等。水是必需的物

23、质，它既是构成菌体细胞的主要成分，又是营养物质传递的介质，对微生物的生长繁殖和产物合成有很重要的作用。3.简述温度对发酵的影响，如何控制温度可提高目标产物的产率？在发酵过程中，菌体的生长和产物的合成均温度有密切关系，一般最适生长温度和最适生产温度往往不一致。在具体控制过程中，究竟选择哪个温度，需要视在微生物生长阶段和产物合成阶段中哪一矛盾是主要而定，另外，温度还会影响微生物代谢的途径和方向。在理论上，整个发酵过程中不应只选一个培养温度，而应该根据发酵的不同阶段选择不同的培养温度。在生长阶段，应选择最适生长温度；在产物分泌阶段，应选择最适生产温度。这样变温发酵所得产物的产量是比较理想的。但在工业

24、发酵过程中，由于发酵液的体积很大，升降温度都比较的困难，所以在整个发酵过程中，往往采用一个比较适合的培养温度，使得到的产物产率最高。4. 简述溶氧对发酵的影响，如何控制溶氧浓度可提高目标产物的产率？大部分工业微生物需要在有氧环境中生长，培养这类微生物需要采取通气发酵，适量的溶解氧可维持其呼吸代谢和代谢产物的合成。，对决大多数发酵来说，供氧不足会造成代谢异常，降低产物产量。因此，保证发酵液中溶氧和加速气相、液相和微生物之间的物质传递对于提高发酵的效率是至关重要的。发酵液的溶氧浓度，是由供氧和需氧两方面多决定的，也就是说当发酵的供氧量大于需氧量，溶氧浓度就上升，反之就下降。因此要控制好溶氧浓度需要从这两方面入手。在供氧方面主要是设法提高氧传递的推动力和液相体积氧传递系数的值，如可调节搅拌转速或通气速率来控制供氧；发酵液的需氧量受菌体浓度的影响最为明显，发酵液的摄氧率随菌浓增加而按一定比例增加，但是氧的传递速率随菌浓的增加呈对数减少。因此可通过控制最合适菌体浓度来控制需氧量。在工业生产中还可通过调节温度，液化培养基，中间补水，填加表面活性剂来改善溶氧水平。5. 简述PH对发酵的影响，如何控制PH可提高目标产物的产率发酵培养基的PH对微生物的生长具有非常明显的影响，也是影响发酵过